中学生化学竞赛与高中化学教学差异性探讨
2021-12-31封金硕杨秋韵
封金硕 杨秋韵
(菏泽学院 山东菏泽 274000)
中学生化学竞赛是中学化学学科的运动会,对于鼓励青少年接触化学发展的前沿、了解化学与科学技术的关系、学习化学家的思想方法与研究方法、激发学生学习化学的兴趣、培养学生化学创造精神等具有非常重要的意义[1]。高中化学竞赛需要根据竞赛大纲、竞赛赛程等,选拔化学成绩出色和具有一定天赋的学生参赛,还需要经过长时间的专项训练。中学生化学竞赛与高中化学教学具有很大的差异性,认识与了解这些差异性,对于更好地培养化学竞赛生以及在高中化学教学中延伸拓展化学竞赛内容,都具有非常重要的意义,下面进行具体探讨。
一、考试大纲与课程标准的差异性
中学生化学竞赛与高中化学教学的差异性体现在多个方面,而首要的差异性就是化学竞赛考试大纲与高中化学教学课程标准之间的差异性,化学教师只有先充分认识这个方面的差异性,才能更好地引入丰富的化学竞赛试题与训练资料培养化学竞赛生,才能更好地从化学竞赛中借鉴经验开展化学教学。化学竞赛是一种在化学教师与教研人员指导下的研究性学习活动,分为初赛和决赛,需要根据培训用时与竞赛基本要求制定相关培训内容,而考试大纲发挥着关键作用[1]。
例如,经过分析中学生化学竞赛大纲与普通高中化学课程标准可得,课程标准具有普适性,提出的各项要求比较简单,以便适应不同学习基础和认知能力的学生需要;而考试大纲则比较简洁明了,直接提出一系列的要求,根据初赛与决赛的参与人群的化学水平不同,提出了难度不同的要求。比如:在课程标准中的有机化学部分,主要标准是简单的有机化合物及其应用,包括有机化合物的结构特点、典型有机化合物的性质、有机化合物的性质等基础内容,主要是让学生认识加完、乙烯、乙炔、苯、乙醇、乙酸等基本的物质,掌握氧化、加成、取代和聚合等有机反应的类型;在考试大纲的有机化学部分,除了包含以上内容之外,还包含卤代烃、酚、酮、酰胺和硝基化合物的命名、基本性质与相互转化,以及马可尼科夫规则、芳香烃侧链的氧化和取代反应、碳链增长和缩短基本反应、分子手性和不对称碳原子的S、R构成的判断等诸多难点内容。从以上内容可以看出,化学竞赛的考试大纲不论是在知识容量与难度上都与普通课程标准具有较大的差异,所以这需要化学教师以此为基础开展相关培训与教学活动。
二、考试书目与教学内容的差异性
中学生化学竞赛与高中化学教学差异性还体现在具体教学内容的差异性,体现在学习资源上,就是参加化学竞赛的学生需要在熟练掌握教材内容的基础上,学习延伸性的化学知识,甚至大学化学专业的化学知识[2]。因此,教师在培训化学竞赛生的时候需要为学生提供大量的学习资料,在讲授相关化学知识的同时,还应该让学生根据提供的各类资料进行自主学习与自主答题,从而为化学竞赛做好十足的准备。对于日常教学,教师可以引入一些化学竞赛的内容。
例如,以人教版的高中化学为例,在必修二的有机化学部分,包含有以下知识内容:最简单的有机化合物——甲烷,来自石油和煤的两种基本化工原料,生活中两种常见的有机物,基本营养物质。而在选修五中的有机化学教材中,又延伸了烃和卤代烃、烃的含氧衍生物、生命中的基础有机化学物质、有机高分子化合物等,但是很多高中并不选修这门课程。化学教师在培训化学竞赛生的时候,则需要引入以下学习资料进行教学:一是引入清华大学任丽君翻译的《有机化学基础》,有400多页的内容,讲述了有机化学的核心问题,可以让学生自主阅读与自学,完成课后习题;二是可以引入北京大学编写的《基础有机化学》,这本书对于学生了解哟计划性中的结构理论、酸碱理论、有机物质命名、电子效应等具有非常基础的作用;三是引入更多的有机化学相关书籍,先指导阅读再让学生自主阅读,比如像《有机反应:机理及应用》《中级有机化学》等,在学生阅读与学习过程中,还可以引入《有机反应机理练习册》,让学生进行练习。
三、化学反应考点之间的差异性
中学生化学竞赛与高中化学教学相比,在化学反应考点之间也具有较大的差异性,总体而言是普通高中化学考点比较基础,大部分考察的基础知识内容,比如有化学物质及其变化、金属及其化合物、非金属及其化合物、物质结构和元素周期律、化学反应与能量、有机化合物等知识,对于有机化合物的反应类型的考点多是结合有限的几类有机物,考察取代反应、氧化反应、加成反应等。
对于中学生化学竞赛而言,其考点内容不仅容量更多,而且内容也非常复杂。以有机化合物的反应类型的考点为例,其中考点将有机物种类分为烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、芳烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、胺等,对应的反应类型又分为很多[3]。比如:对于烯烃和炔烃,分为氧化反应、加聚反应、亲电加成反应等;独有醛和酮,分为氧化反应、还原反应、亲核加成反应等。化学竞赛中的有机化学反应基础题目经常出现,而且占有的比重比较大,像立体化学、共振理论、电子效应、芳香型、空间效应等,都是常考的考点,对于学生学习能力要求较高。
四、有机化学知识理论的差异性
在普通高中化学学科的教学中,有机化学理论知识大体分为四大块内容,分别是:有机化合物的结构特点、典型有机化合物的性质、有机化学的研究价值、有机化学简单实验。有机化合物的结构特点主要是结合甲烷、乙烯、乙炔、苯等探究碳原子的成键特征,以乙醇、乙烯、乙酸等为例探究官能团,认知到有机化合物存在同分异构的现象等,教师可以先讲解,之后让学生参与相关练习。
中学化学竞赛中有机化学部分的考察,考察的理论知识更加复杂。比如以有机反应机理为例,包括碳的正负离子机理、碳的自由基机理、协同反应机理和卡宾机理等,而化学竞赛中考察的重点是碳的正离子机理、谈的负离子机理。比如像亲电反应等属于碳的正离子机理,其中主要的考察理论有碳的正离子重排机理等;而亲核反应就属于碳的负离子机理,其主要的考察理论有根据S、O、N等元素物质,上面的孤对于电子的亲核性,容易发生一些亲核取代、亲核加成反应。有机化学中的机理理论是难点内容,对于学生的理解能力和解题能力要求比较高,教师应该指导学生先学习简单的机理,再根据考点探究电子的转移,运用共振理论等进行推导、思考与探究。
五、化学题目解题技巧的差异性
在化学题目解题技巧方面,高中化学学科与化学竞赛也具有一定的差异性。高中化学学科教学中,教师可以指导学生运用关系式法、方程和方程组法、质量守恒法、差量法、平均值法、十字交叉法等方法解决问题。比如十字交叉法一般运用在两种同位素原子个数比的计算中,混合物组成和平均式量的计算中,混合烃的组成计算中,某组分质量分数或溶液稀释的计算等。不同的方法有不同的作业,可以解答一种题也可以解答多类题,一类题型也可以运用一种方法解答,总体而言是比较基础的,适合大部分学生学习与运用。
中学化学竞赛的题目没有固定的解题技巧与相关模式,需要学生在熟练掌握化学解题技巧的基础上灵活运用,更加突出的发挥学生的主观能动性,但是也有一些规律可循。总结而言,学生主要可以运用归纳法、逆推法、综合分析法解答各类化学竞赛题。比如利用归纳法,可以将有机化学中的立体化学的手性判断总结为:有对称面和对称中心的物质,没有手性;有对称轴的物质,可能会有手性;S4更替对称轴物质,一定没有手性。教师还可以让学生在解题后自己总结。
六、结束语
综上所述,本文主要探讨中学生化学竞赛与高中化学教学差异性,教师应该在熟悉中学生化学竞赛考试大纲,以及熟悉高中化学课程目标的基础上,根据具体的高中化学教学情况与化学竞赛状况,先探究考试大纲与课程标准的差异性,之后可以探究考试书目与教学内容的差异性,在此之后可以探究化学反应考点之间的差异性、有机化学知识理论的差异性、化学题目解题技巧的差异性等,以此更好地为培训化学竞赛生和化学教学打好坚实的基础。